JP7701167B2 - solid state battery - Google Patents
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Description
本発明は、固体電池に関する。 The present invention relates to a solid-state battery.
近年、高エネルギー密度を有し、かつ熱に対する安全性が高い、固体電解質を用いた固体電池に関する技術が提案されている。固体電池を電気自動車やハイブリッド電気自動車のモータ駆動用等、大電流、高電圧を要する用途に用いる場合、複数の単セルを組み合わせてモジュール化した固体電池が用いられる。 In recent years, technology has been proposed for solid-state batteries that use solid electrolytes, which have high energy density and are highly safe against heat. When solid-state batteries are used for applications that require high current and high voltage, such as for driving the motors of electric vehicles and hybrid electric vehicles, solid-state batteries that are modularized by combining multiple single cells are used.
特許文献1には、固体電池を構成する積層体を外装体としてのラミネートフィルムに収容し、複数のラミネート型の固体電池を組み合わせ、バッテリーモジュールとする構成が開示されている。
また、特許文献2には、固体電池を製造するにあたって、正極集電体と正極活物質を有する正極層と、固体電解質層と、負極活物質層と負極集電体を有する負極層をこの順に積層した積層体をプレスする、固体電池の製造方法が開示されている。
特許文献1に記載の固体電池は、複数の固体電池をプレートの間に挟み込むことで複数の固体電池を加圧して固定するものであるが、固体電池の多積層セルを単に高圧でプレスすると、個々の固体電池の電極層が圧延により短絡したり破壊されたりするおそれがある。
The solid-state battery described in
また、特許文献2に記載の固体電池の製造方法を固体電池の製造に適用した場合においては、膨大な数の積層体を個別にプレス処理した後に所定数積層する必要があるところ、これらの工程がボトルネックとなり製造能力が上がらないという課題も生じている。
In addition, when the method for manufacturing a solid-state battery described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、積層体を積層した後高圧プレス処理をしたときに、個々の積層体の電極層において圧延による短絡や破壊を抑制できる固体電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a solid-state battery that can suppress short circuits and breakdowns due to rolling in the electrode layers of each laminate when the laminate is stacked and then subjected to high-pressure pressing.
(1) 上記目的を達成するため本発明は、正極集電体と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極活物質層と、負極集電体と、がこの順に積層された積層体と、導電性の剛体からなる導電性剛体と、を備え、前記積層体と前記導電性剛体が交互に積層され且つ積層方向の両最外側には前記導電性剛体が配置される、固体電池を提供する。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a solid-state battery comprising a laminate in which a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector are laminated in this order, and a conductive rigid body made of a conductive rigid body, in which the laminate and the conductive rigid body are alternately laminated and the conductive rigid body is disposed on both outermost sides in the stacking direction.
(2) また本発明は、正極集電体と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極活物質層と、負極集電体と、がこの順に積層された一対の積層体が、前記正極集電体同士が接するように積層されて構成される集合体と、導電性の剛体からなる導電性剛体と、を備え、前記集合体と前記導電性剛体が交互に積層され且つ積層方向の両最外側には前記導電性剛体が配置される、固体電池を提供する。 (2) The present invention also provides a solid-state battery comprising an assembly formed by stacking a pair of laminates, each of which is formed by stacking a positive electrode collector, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode collector in this order, so that the positive electrode collectors are in contact with each other, and a conductive rigid body formed of a conductive rigid body, in which the assembly and the conductive rigid body are alternately stacked and the conductive rigid body is disposed on both outermost sides in the stacking direction.
(3) (1)又は(2)の固体電池において、前記正極活物質層の面方向の端部は、隣接する前記固体電解質層の前記面方向の端部よりも前記面方向の内側に配置されてよい。 (3) In the solid-state battery of (1) or (2), the end of the positive electrode active material layer in the planar direction may be disposed inward in the planar direction relative to the end of the adjacent solid electrolyte layer in the planar direction.
(4) (1)から(3)いずれかの固体電池において、前記正極活物質層の面方向の外側に設けられた絶縁スペーサーをさらに備えてよい。 (4) In any one of the solid-state batteries (1) to (3), an insulating spacer may be further provided on the outer side of the positive electrode active material layer in the planar direction.
本発明によれば、積層体を積層した後高圧プレス処理をしたときに、個々の積層体の電極層において圧延による短絡や破壊を抑制できる固体電池を提供することができる。 The present invention provides a solid-state battery that can suppress short circuits and breakdowns caused by rolling in the electrode layers of each laminate when the laminate is stacked and then subjected to a high-pressure press process.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本実施形態を例示するものであって、本発明は以下に限定されるものではない。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example of the present embodiment, and the present invention is not limited to the following.
[固体電池]
図1は、本発明の第1実施形態に係る固体電池101の構成を示す分解断面図である。本実施形態に係る固体電池101は、複数の積層体11と、導電性の剛体からなる複数の導電性剛体6と、を備える。図1に示すように固体電池101は、積層体11と導電性剛体6が交互に積層され、且つ積層方向の両最外側には導電性剛体6が配置されている。即ち、固体電池101は、積層体11が導電性剛体6に挟持された状態で積層された後、圧縮されることで作製される。
[Solid battery]
Fig. 1 is an exploded cross-sectional view showing the configuration of a solid-
(積層体)
本実施形態に係る積層体11は、正極集電体1と、正極活物質層2と、固体電解質層3と、負極活物質層4と、負極集電体5と、がこの順に積層されて構成される。積層体11の正極層は正極集電体1及び正極活物質層2により構成され、負極層は負極活物質層4及び負極集電体5により構成される。
(Laminate)
The
(正極層)
正極層は、少なくとも正極活物質を含有する正極活物質層2と、正極集電体1とからなる層である。正極活物質としては、電荷移動媒体を放出及び吸蔵することができる材料を適宜選択して用いればよい。電荷移動媒体伝導性を向上させる観点から、任意に固体電解質を含んでいてもよい。また、導電性を向上させるために任意に導電助剤を含んでいてもよい。さらに、可撓性を発現させる等の観点から、任意にバインダーを含んでいてもよい。固体電解質、導電助剤及びバインダーについては、一般に固体電池に使用されるものを用いることができる。
(Positive electrode layer)
The positive electrode layer is a layer consisting of a positive electrode
正極活物質は、一般的な固体電池の正極層に用いられるものと同様とすることができ、特に限定されない。例えば、リチウムイオン電池であれば、リチウムを含有する層状活物質、スピネル型活物質、オリビン型活物質等を挙げることができる。正極活物質の具体例としては、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、LiNipMnqCorO2(p+q+r=1)、LiNipAlqCorO2(p+q+r=1)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、Li1+xMn2-x-yMyO4(x+y=2、M=Al、Mg、Co、Fe、Ni、及びZnから選ばれる少なくとも1種)で表される異種元素置換Li-Mnスピネル、チタン酸リチウム(Li及びTiを含む酸化物)、リン酸金属リチウム(LiMPO4、M=Fe、Mn、Co、及びNiから選ばれる少なくとも1種)等が挙げられる。 The positive electrode active material may be the same as that used in the positive electrode layer of a general solid-state battery, and is not particularly limited. For example, in the case of a lithium ion battery, a layered active material containing lithium, a spinel type active material, an olivine type active material, etc. may be mentioned. Specific examples of the positive electrode active material include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), LiNi p Mn q Cor O 2 (p+q+r=1), LiNi p Al q Cor O 2 (p+q+r=1), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), a different element substituted Li-Mn spinel represented by Li 1 +xMn 2 -x-yMyO 4 (x+y=2, M=at least one selected from Al, Mg, Co, Fe, Ni, and Zn), lithium titanate (oxide containing Li and Ti), and lithium metal phosphate (LiMPO 4 , M=at least one selected from Fe, Mn, Co, and Ni).
正極集電体1は、正極層の集電を行う機能を有するものであれば、特に限定されず、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル、鉄及びチタン等を挙げることができ、中でもアルミニウム、アルミニウム合金及びステンレスが好ましい。また、正極集電体の形状としては、例えば、箔状、板状等を挙げることができる。
The positive electrode
本実施形態に係る積層体11においては、正極活物質層2の面方向の端部は、隣接する固体電解質層3の面方向の端部よりも面方向の内側に配置されていることが好ましい。これにより、短絡をより確実に抑制できる。
In the
(固体電解質層)
固体電解質層3は、正極層及び負極層の間に積層される層であり、少なくとも固体電解質材料を含有する層である。固体電解質層に含まれる固体電解質材料を介して、正極活物質及び負極活物質の間の電荷移動媒体伝導を行うことができる。
(Solid electrolyte layer)
The
固体電解質材料としては、電荷移動媒体伝導性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、硫化物固体電解質材料、酸化物固体電解質材料、窒化物固体電解質材料、ハロゲン化物固体電解質材料等を挙げることができ、中でも、硫化物固体電解質材料が好ましい。酸化物固体電解質材料に比べて、電荷移動媒体伝導性が高いからである。 The solid electrolyte material is not particularly limited as long as it has charge transfer medium conductivity, but examples include sulfide solid electrolyte materials, oxide solid electrolyte materials, nitride solid electrolyte materials, and halide solid electrolyte materials. Among these, sulfide solid electrolyte materials are preferred because they have higher charge transfer medium conductivity than oxide solid electrolyte materials.
硫化物固体電解質材料としては、例えばリチウムイオン電池であれば、Li2S-P2S5、Li2S-P2S5-LiI等が挙げられる。なお、上記「Li2S-P2S5」の記載は、Li2S及びP2S5を含む原料組成物を用いてなる硫化物固体電解質材料を意味し、他の記載についても同様である。 Examples of sulfide solid electrolyte materials for lithium ion batteries include Li 2 S-P 2 S 5 and Li 2 S-P 2 S 5 -LiI. The above description of "Li 2 S-P 2 S 5 " means a sulfide solid electrolyte material obtained by using a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5 , and the same applies to other descriptions.
一方、酸化物固体電解質材料としては、例えばリチウムイオン電池であれば、NASICON型酸化物、ガーネット型酸化物、ペロブスカイト型酸化物等を挙げることができる。NASICON型酸化物としては、例えば、Li、Al、Ti、P及びOを含有する酸化物(例えばLi1.5Al0.5Ti1.5(PO4)3)を挙げることができる。ガーネット型酸化物としては、例えば、Li、La、Zr及びOを含有する酸化物(例えばLi7La3Zr2O12)を挙げることができる。ペロブスカイト型酸化物としては、例えば、Li、La、Ti及びOを含有する酸化物(例えばLiLaTiO3)を挙げることができる。 On the other hand, examples of oxide solid electrolyte materials include, for example, NASICON type oxides, garnet type oxides, and perovskite type oxides in the case of lithium ion batteries. Examples of NASICON type oxides include oxides containing Li, Al , Ti, P, and O (e.g., Li1.5Al0.5Ti1.5 ( PO4 ) 3 ). Examples of garnet type oxides include oxides containing Li, La, Zr, and O (e.g., Li7La3Zr2O12 ). Examples of perovskite type oxides include oxides containing Li , La, Ti, and O (e.g., LiLaTiO3 ).
(負極層)
負極層は、少なくとも負極活物質を含有する負極活物質層4と、負極集電体5と、からなる層である。電荷移動媒体伝導性を向上させる観点から、任意に固体電解質を含んでいてもよい。また、導電性を向上させるために任意に導電助剤を含んでいてもよい。さらに、可撓性を発現させる等の観点から、任意にバインダーを含んでいてもよい。固体電解質、導電助剤及びバインダーについては、一般に固体電池に使用されるものを用いることができる。
(Negative electrode layer)
The negative electrode layer is a layer consisting of a negative electrode
負極活物質としては、電荷移動媒体を吸蔵・放出可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、リチウムイオン電池であれば、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)等のリチウム遷移金属酸化物、TiO2、Nb2O3及びWO3等の遷移金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、並びにグラファイト、ソフトカーボン及びハードカーボン等の炭素材料、並びに金属リチウム、金属インジウム及びリチウム合金等を挙げることができる。また、負極活物質は、粉末状であっても良く、薄膜状であっても良い。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can absorb and release a charge transfer medium, and for example, in the case of a lithium ion battery, examples of the material include lithium transition metal oxides such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), transition metal oxides such as TiO 2 , Nb 2 O 3 and WO 3 , metal sulfides, metal nitrides, carbon materials such as graphite, soft carbon and hard carbon, metallic lithium, metallic indium and lithium alloys, etc. The negative electrode active material may be in the form of a powder or a thin film.
負極集電体5は、負極層の集電を行う機能を有するものであれば特に限定されない。負極集電体の材料としては、例えばニッケル、銅、及びステンレス等を挙げることができる。また、負極集電体の形状としては、例えば、箔状、板状、等を挙げることができる。
The negative electrode
(導電性剛体)
導電性剛体6は、複数用いられて複数の積層体11を挟持する。また、導電性剛体6として導電性を有する材料を用いることで、導電性剛体6により複数の積層体11間を電気的に接続する。積層体11と導電性剛体6が交互に積層され、且つ積層方向の両最外側に導電性剛体6が配置されることで、固体電池101をプレス処理したときに個々の積層体11の電極層(正極層、負極層)において圧延による短絡や破壊を抑制することができる。
(Conductive rigid body)
A plurality of conductive
導電性剛体6の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されないが、金属材料であることが好ましく、特にステンレス鋼(SUS)であることが好ましい。導電性剛体6の大きさは、導電性剛体6と対向する積層体11の電極層よりも面方向の長さが大きいことが好ましい。導電性剛体6の厚みは数百μmであることが好ましい。
The material of the conductive
[製造方法]
以下に、本実施形態に係る固体電池101の製造方法について記載する。しかしながら、本実施形態に係る固体電池101は、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて製造することができる。
[Manufacturing method]
The following describes a method for manufacturing the solid-
(正極層の製造方法)
正極活物質を含んだ正極合剤を正極集電体1の表面に配置することで正極層を製造することができる。正極層の製造方法は、従来と同様の方法を用いることができ、湿式法、乾式法のいずれによっても正極を製造可能である。以下、湿式法で正極を製造する場合について説明する。
(Method of manufacturing the positive electrode layer)
A positive electrode layer can be manufactured by disposing a positive electrode mixture containing a positive electrode active material on the surface of a positive electrode
正極層は、正極合剤と溶媒とを含む正極合剤ペーストを得る工程と、正極合剤ペーストを正極集電体1の表面に塗工して乾燥させて正極集電体1の表面に正極活物質層2を形成する工程により製造される。例えば、正極合剤を溶媒中に混合して分散させることで、正極合剤ペーストが得られる。この場合に用いられる溶媒としては特に限定されるものではなく、正極活物質や固体電解質等の性状に応じて適宜選択すればよい。例えば、ヘプタン等の無極性溶媒が好ましい。正極合剤と溶媒との混合及び分散には、超音波分散装置、振とう機、フィルミックス(登録商標)等の各種混合・分散装置を使用できる。正極合剤ペーストにおける固形分量は特に限定されるものではない。
The positive electrode layer is manufactured by a process of obtaining a positive electrode mixture paste containing a positive electrode mixture and a solvent, and a process of applying the positive electrode mixture paste to the surface of the positive electrode
そうして得られた正極合剤ペーストを、正極集電体1の表面に塗工して乾燥させ、正極集電体1の表面に正極活物質層2を形成することで、正極層を得ることができる。正極ペーストを正極集電体1の表面に塗工する手段としては、ドクターブレード等の公知の塗工手段を用いればよい。乾燥後の正極活物質層2と正極集電体1との合計の厚さ(正極の厚さ)は、特に限定されるものではないが、例えばエネルギー密度や積層性の観点から、0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。また、正極は任意にプレスする過程を経て作製してもよい。また、正極合剤ペーストを樹脂フィルムの表面に塗工して乾燥させ正極活物質層2を形成し、樹脂フィルムを離形することにより正極層を製造してもよい。この場合、樹脂フィルムには予め離型剤を塗工することが好ましい。
The positive electrode mixture paste thus obtained is applied to the surface of the
(固体電解質層の製造方法)
固体電解質層3は、例えば、固体電解質をプレスする等の工程を経て作製することができる。あるいは、溶媒に固体電解質等を分散して調整した固体電解質ペーストを基材あるいは電極の表面に塗布する過程を経て固体電解質層3を作製することもできる。この場合に用いられる溶媒としては、特に限定されるものではなく、バインダーや固体電解質の性状に応じて適宜選択すればよい。固体電解質層3の厚さは、電池の構成によって大きく異なるが、例えば、0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。
(Method for manufacturing solid electrolyte layer)
The
(負極層の製造方法)
負極層は、正極層と同様に、例えば負極活物質等を溶媒に投入した後、これを超音波分散装置等にて分散させることにより作製した負極合剤ペーストを、負極集電体5の表面に塗工し、その後、乾燥する工程を経て、作製することができる。この場合に用いられる溶媒としては、特に限定されるものではなく、負極活物質等の性状に応じて適宜選択すればよい。負極層の厚さは、例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。また、負極はプレスする過程を経て作製することができる。負極合剤ペーストを樹脂フィルムの表面に塗工して乾燥させ負極活物質層4を形成し、樹脂フィルムを離形することにより負極層を製造してもよい。この場合、樹脂フィルムには予め離型剤を塗工することが好ましい。
(Method of manufacturing the negative electrode layer)
The negative electrode layer can be prepared, for example, by dispersing the negative electrode active material or the like in a solvent using an ultrasonic dispersing device or the like to prepare a negative electrode mixture paste, which is then applied to the surface of the negative electrode
(積層体の製造方法)
本実施形態においては、例えば、上記の正極層と、固体電解質層3と、負極層と、をこの順に積層して積層体11を作製する工程を有する。積層方法については、公知の方法を採用することができる。また、このとき、作製した積層体11をプレスする工程を経てもよい。
(Method for manufacturing laminate)
In this embodiment, for example, the process includes a step of stacking the above-mentioned positive electrode layer, the
積層体11をプレスする工程を有することで、積層体11の密着性が向上する。プレスする手段は、一軸又は二軸プレスやロールプレス等の一般的な方法を用いることができる。プレスする際の圧力は各層の界面が接合され、綿密な状態になるまでプレスすることが好ましい。 By including a process of pressing the laminate 11, the adhesion of the laminate 11 is improved. The pressing means can be a common method such as uniaxial or biaxial pressing or roll pressing. It is preferable to apply pressure when pressing until the interfaces of the layers are bonded and intimately bonded.
(固体電池の製造方法)
本実施形態に係る固体電池101は、例えば、複数の導電性剛体6と、複数の積層体11とを備え、積層体11が導電性剛体6に挟持された状態で積層された後、高圧プレスされることで作製される。プレスする手段は、一軸又は二軸プレスやロールプレス等の一般的な方法を用いることができる。プレスする際の圧力は導電性剛体6と積層体11が綿密な状態になるまでプレスすることが好ましい。
(Method of manufacturing a solid-state battery)
The solid-
本実施形態に係る固体電池101によれば、以下の効果が奏される。
即ち、本実施形態に係る固体電池101では、積層体11と導電性剛体6が交互に積層され、且つ積層方向の両最外側に導電性剛体6が配置される。これにより、積層体11を積層した後プレス処理をしたときに、全ての積層体11が導電性剛体6により挟持されているため、個々の積層体11の電極層において圧延による短絡や破壊を抑制することができる。ここで、図5は、従来の固体電池201の分解断面図であるが、従来の固体電池201では積層方向の中央において積層体21が連続して配置されており、積層体11の両側が導電性剛体6により挟持されてはいないため、電極層に圧延による短絡や破壊が生じるところ、本実施形態によればこれを抑制できる。
The solid-
That is, in the solid-
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と共通する構成については、その説明を適宜省略する。ただし、以下に示す実施形態は、本実施形態を例示するものであって、本発明は以下に限定されるものではない。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Descriptions of configurations common to the first embodiment will be omitted as appropriate. However, the embodiment shown below is merely an example of the present embodiment, and the present invention is not limited to the following.
[固体電池]
図2は、本発明の第2実施形態に係る固体電池102の構成を示す断面図である。本実施形態に係る固体電池102は、第1実施形態に係る固体電池101と比較して、正極活物質層2の面方向外側に絶縁スペーサー7を備える点で第1実施形態と相違し、他の構成は第1実施形態と同様である。
[Solid battery]
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a solid-
(絶縁スペーサー7)
絶縁スペーサー7は、積層体12の正極活物質層2の面方向外側に設置され、積層体12の正極層と負極層の間を電気的に絶縁する。絶縁スペーサー7は、絶縁材料であれば特に制限されず、公知の材料を適用できる。絶縁スペーサー7を、積層体12を構成する正極層の面方向外側に設けることで、積層体12を複数積層した後、高圧プレスして固体電池102を製造する際に生じる、電極層の破壊による短絡の抑制がより確実となる。この絶縁スペーサー7は、第1実施形態で説明した積層体11の製造方法と同様の製造方法により積層体12を作製した後、正極活物質層2の面方向外側から固体電解質層3との間に挿入することにより設置可能である。あるいは、正極活物質層2の形成と同様に、絶縁スペーサー7の構成材料を含むペーストを塗布して乾燥させることにより絶縁スペーサー7を形成することも可能である。
(Insulating spacer 7)
The insulating
本実施形態に係る固体電池102によれば、第1実施形態と同様の効果が奏される。また、正極活物質層2の面方向の外側に絶縁スペーサー7を備えるため、積層体12を積層した後高圧プレスする際に、圧延による電極層の短絡の抑制がより確実となる。
The solid-
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。第1、第2実施形態と共通する構成については、その説明を適宜省略する。ただし、以下に示す実施形態は、本実施形態を例示するものであって、本発明は以下に限定されるものではない。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Descriptions of configurations common to the first and second embodiments will be omitted as appropriate. However, the embodiment shown below is merely an example of the present embodiment, and the present invention is not limited to the following.
[固体電池]
図3は、本発明の第3実施形態に係る固体電池103の構成を示す断面図である。本実施形態に係る固体電池103は、第1実施形態に係る固体電池101と比較して、第1実施形態の積層体11と同一の構成である一対の積層体を正極集電体1同士が接するように積層されて構成される集合体13を備える点と、この集合体13と導電性剛体6が交互に積層される点が相違する。他の構成は第1実施形態と同様である。
[Solid battery]
3 is a cross-sectional view showing the configuration of a solid-
(集合体)
本実施形態に係る集合体13は、上述した通り、正極集電体1と、正極活物質層2と、固体電解質層3と、負極活物質層4と、負極集電体5と、がこの順に積層された一対の積層体が、正極集電体1同士が接するように積層されることにより構成される。集合体13は、上述の一対の積層体の正極集電体同士を接合することにより作製され、その接合方法は従来公知の方法を採用することができる。
(aggregate)
As described above, the
本実施形態に係る固体電池103によれば、第1実施形態と同様の効果が奏される。ここで、図6は、従来の固体電池202の分解断面図であるが、従来の固体電池202では積層方向の中央において集合体22が連続して配置されており、集合体22の両側が導電性剛体6により挟持されてはいないため、電極層に圧延による短絡や破壊が生じるところ、本実施形態によればこれを抑制できる。また、本実施形態によれば、正極集電体1と、正極活物質層2と、固体電解質層3と、負極活物質層4と、負極集電体5と、がこの順に積層された一対の積層体が、正極集電体1同士が接するように積層されて構成された集合体13を備えるため、電極層の直接接続による高出力化が期待できる。
According to the solid-
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。第1~第3実施形態と共通する構成については、その説明を適宜省略する。ただし、以下に示す実施形態は、本実施形態を例示するものであって、本発明は以下に限定されるものではない。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Descriptions of configurations common to the first to third embodiments will be omitted as appropriate. However, the embodiment shown below is merely an example of the present embodiment, and the present invention is not limited to the following.
[固体電池]
図4は、本発明の第4実施形態に係る固体電池104の構成を示す断面図である。本実施形態に係る固体電池104は、第3実施形態に係る固体電池103と比較して、正極活物質層2の面方向外側に絶縁スペーサー7を備える点で第3実施形態と相違し、他の構成は第3実施形態と同様である。なお、絶縁スペーサー7は、第2実施形態の絶縁スペーサー7と同一の構成である。
[Solid battery]
4 is a cross-sectional view showing the configuration of a solid-
本実施形態に係る固体電池104によれば、第1~第3実施形態の効果がより高められる。
The solid-
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and any modifications or improvements that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
1 正極集電体
2 正極活物質層
3 固体電解質層
4 負極活物質層
5 負極集電体
6 導電性剛体
7 絶縁スペーサー
11、12、21、22 積層体
13、14 集合体
101、102、103、104 固体電池
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
導電性金属材料と、を備え、
一つの前記積層体と前記導電性金属材料が交互に積層され且つ積層方向の両最外側には前記導電性金属材料が配置され、
前記導電性金属材料の大きさは、前記導電性金属材料と対向する積層体単体の電極層よりも面方向の長さが大きい、固体電池。 a laminate including one positive electrode current collector, one positive electrode active material layer, one solid electrolyte layer, one negative electrode active material layer, and one negative electrode current collector, the laminate being configured by stacking the positive electrode current collector, the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, the negative electrode active material layer, and the negative electrode current collector in this order;
a conductive metal material;
The laminate and the conductive metal material are alternately laminated, and the conductive metal material is disposed on both outermost sides in the lamination direction;
A solid-state battery, wherein the conductive metal material has a length in a planar direction greater than a length of an electrode layer of a single laminate that faces the conductive metal material.
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